基于补充卡尔曼滤波的载波相位平滑伪距算法

在高精度GPS接收机的基带信号处理中,利用载波相位对码伪距观测量进行平滑可以获得比伪码测量更高的精度。传统的载波相位平滑伪距算法适用于平滑历元数较少的情况,对短时多历元平滑的情况并不适用。针对这一问题,详细分析了传统载波相位平滑伪距算法在多历元平滑时所存在的不足,提出了在基带信号处理中采用补充卡尔曼滤波进行相位平滑伪距的算法,并给出了相应的数学解算过程和算法适用条件。仿真分析结果表明,由于补充卡尔曼滤波算法综合考虑了相关观测误差的影响,因此,当平滑历元数大于500时,补充卡尔曼滤波算法平滑精度要优于传统的平滑算法。     

基于ARM+FPGA的相位平滑伪距差分定位方法

为了满足用户更高的定位精度要求,研究了载波相位平滑伪距差分定位方法.根据差分定位原理,基于MATLAB平台自主编制了差分解算软件,兼容北斗和GPS伪距差分定位;基于ARM+FPGA平台的接收机实现了相位平滑伪距差分定位.实验结果表明,零基线条件下,相位平滑伪距差分算法定位精度可由标准定位的米级水平提高到亚米级,性能稳定.基线距离增大,定位精度随之降低,误差在±4m内,差分讯龄和定位精度成正比关系.     

GBAS中相位平滑伪距差分修正改进算法

针对卫星导航精度问题,提出一种载波相位平滑伪距差分修正算法的改进方案.通过无码载偏离平滑滤波技术来解决电离层对伪距和载波相位观测值带来的不一致性导致的电离层误差加剧问题.利用信号传播中误差模型预测值、载波信号和码伪距确定滤波器的衰减因子,把接收到的双频载波信号相位值和伪距值线性组合,输入滤波器滤波.同时用卫星修正信息对平滑伪距值中钟差进行修正.仿真结果表明通过该算法能够减少滤波后的信号残差,提高载波相位平滑伪距差分修正值标准差的可用性,减少电离层误差对星基导航精密进近阶段定位精度的影响.     

双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法研究

相位平滑伪距算法可以有效抑制多路径效应对伪距的不良影响,其计算效率高,对数据传输的要求低,因此在GPS数据处理领域受到了广泛的关注和研究．基于参数的最优估计理论,对Hatch滤波进行了改进,重点讨论了双频GPS数据的最优相位平滑伪距算法．由该算法平滑得到的观测量与原始观测数据包含的信息量相同,即最优相位平滑伪距算法与非组合算法等价．理论研究结果表明该方法能够更有效地削弱多路径的影响,从而得到精度更高的定位结果。     

一种双频载波相位平滑伪距算法的分析与实现

分析了一种双频载波相位平滑伪距算法,在利用MATLAB构建的定位程序中,比较了经过平滑伪距处理与未经平滑伪距处理的接收机定位精度。仿真结果表明,双频载波相位平滑伪距算法用于定位解算时能有效提高定位精度。     

一种基于电离层变化率的单频载波相位平滑伪距改进方法

为了避免单频用户可能出现的发散问题。在单频载波相位平滑伪距中,基于电离层延迟模型对电离层延迟变化进行补偿,进而推导该方法平滑后伪距精度的数学模型,使用IGS实测数据进行算例分析,验证本文方法的有效性。结果表明:本文改进的算法明显优于传统单频载波相位平滑伪距法。     

全球定位系统的差分伪距定位的算法研究

分析了GPS差分伪距绝对定位的传统算法,并提出了一种通过求差,将GPS绝对定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解观测站坐标的新算法.通过实例计算表明该方法计算简单,不需要观测站的初始坐标信息,不需要求导计算和迭代计算,通过采用差分绝对定位的模拟观测数据进行计算.计算结果表明,对于提高GPS差分伪距单点定位的解算速度和精度具有重要的应用价值.     

相位电离层残差二阶差分辅助伪距相位组合北斗周跳探测与修复

实现周跳探测与修复的关键是构建最优的周跳检验量。本文在伪距相位组合法的基础上,根据北斗三频数据的特点,从理论上对最优组合系数的选取标准进行了详细地分析。通过对若干组组合系数相关参数的对比,优选出两组最优的组合系数,并联合STPIR组合构建得到最优周跳检验量。通过对北斗三频实测数据的处理验证本文算法的正确性和有效性。数值结果说明：本文算法能够正确有效地探测出不同频段上包括不敏感周跳在内的所有周跳并进行修复。     

基于双频P码伪距和相位的GPS精密单点定位技术

本文首先介绍了GPS精密单点定位技术,对精密单点定位数据处理流程中的关键技术进行了研究。采用宽巷组合的方法得到观测方程,用拉格朗日插值方法得到每个观测历元的精密星历数据,用扩展卡尔曼滤波参数估计方法把对流层延迟、钟差等当成参数在观测方程中求解。通过与Grafnav7.80软件差分处理的结果相比较,证明了本文的该数据处理方法的有效性。     

车载伪距单点定位的卡尔曼滤波算法研究

为推动北斗卫星导航定位系统的融合发展理念,进一步提高车载伪距单点定位的精度,提出了一种基于Kalman滤波理论的车载双系统伪距单点定位算法,并通过静态试验和动态实验采集的实测数据进行了车载伪距单点定位精度分析,对算法的可靠性与实用性进行验证。其中,静态试验分别分析了GPS系统、北斗系统、北斗/GPS融合系统下的定位精度和可靠性,动态试验分析了BDS/GPS融合系统下的定位精度与可靠性。两种实验的结果表明:该算法在一定程度上提高了车载伪距单点定位的性能。并且,静态单点定位N方向精度提高22.8%、26.4%、19.8%(从左到右分别为GPS、BDS、BDS/GPS),E方向精度提高18.6%、23.3%、22.9%,U方向精度提高10.1%、7.5%、9.9%;动态单点定位在N方向精度提高13.4%,E方向精度提高13.2%,U方向精度提高4.6%。可见,通过kalman滤波可进一步提高车辆定位的精度与可靠性,满足道路上车辆的定位需求。     

一种北斗伪距单点定位的加权最小二乘(WLS)快速算法

针对当前伪距单点定位普遍采用的高斯牛顿迭代最小二乘(gauss-newton iterative least squares,GNILS)定位算法存在对初始值的估计依赖性强,且迭代计算量大的缺点,结合直接解算(direct calculation,DC)定位方法定位解算快和加权最小二乘(weighted least squares,WLS)定位算法定位精度高的优点,提出一种北斗伪距单点定位的WLS快速(fast weighted least squares,WLSF)定位算法?通过北斗实测数据验证表明,WLSF定位算法计算复杂度显著减少,并且定位精度具有较大改善?     

相位平滑伪距辅助GNSS三频非差数据实时周跳探测与修复

针对目前几乎所有三频周跳探测与修复方法都会受到伪距噪声和多路径效应影响的问题,提出了采用相位平滑伪距方法来辅助三频周跳探测与修复.采用GPS/QZSS和BDS实测三频数据对该方法进行了验证.结果表明:该方法可大幅削弱伪距噪声和多路径效应对周跳修复的影响,提高周跳确定成功率.经过相位平滑伪距后,周跳浮点值与真值之间的均方根(RMS)误差,对于GPS/QZSS三个频点L1,L2,L5平均分别降低40.389%、40.758%和40.023%,对于BDS三个频点B1,B2,B3平均分别降低12.083%、14.290%和18.781%.     

一种改进的GPS测码伪距单点定位算法

GPS是通过在同一时刻观测4颗以上的卫星,利用伪距观测量来解算出接收机的位置和钟差.针时传统的迭代最小二乘算法精度依赖于初始值的估计,且迭代计算量大,给出了一种改进的求差算法,即将GPS单点定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解测站坐标.利用VC编程提取出GPS接收机纪录的数据,通过仿真表明该算法计算简单,不需要观测站的初始值,不需要求导计算和迭代计算,从而验证了这种改进算法的优越性.     

一种改进的GPS测码伪距单点定位算法

GPS是通过在同一时刻观测4颗以上的卫星,利用伪距观测量来解算出接收机的位置和钟差。针对传统的迭代最小二乘算法精度依赖于初始值的估计,且迭代计算量大,给出了一种改进的求差算法,即将GPS单点定位的非线性观测方程转化成线性方程直接求解测站坐标。利用VC编程提取出GPS接收机纪录的数据,通过仿真表明该算法计算简单,不需要观测站的初始值,不需要求导计算和迭代计算,从而验证了这种改进算法的优越性。     

GPS伪距动态定位计算模型

介绍ＧＰＳ伪距动态定位的计算模型,包括一般差分定位模型,卡尔曼滤波定位模型,由几丰历元的观测值同时求位置和速度的模型,由多个历元的观测值轨迹的模型,。以高斯平面坐标和高程为参数的和固定高程的定位模型。最后讨论了定位粗差的控制方法。     

伪距,伪距增量,载波相位双差／惯性深组合导航系统

利用滞后状态卡尔曼滤波将伪距,伪距增量以及载波相位双差同ＩＮＳ进行了深组合,仿真结果表明该组合导航系统不仅精度高,而且对解决惯导的对准问题具有突出的作用。     

基于指数平滑预测模型的移动节点定位算法

针对无线传感器网络移动节点定位精度不足的问题,提出了一种基于指数平滑预测模型的移动节点定位算法,该算法利用指数平滑预测模型获得节点的速度信息和方向信息,然后根据节点的历史轨迹时间序列,应用H指数进一步精确采样区域,从而获得更接近于未知节点位置的高质量样本点.此外,通过高质量样本点构建"有效样本点矩形盒子",减少了节点采样次数.仿真结果表明,改进算法在不同的运动速度、锚节点密度等条件下,均提高了定位精度,表现出了较好的性能.     

卡尔曼滤波的伪距单点定位数据后处理

GPS具有全球、全天候、连续实时的三维导航和定位能力,有着广泛的应用价值和发展潜力.C/A码GPS接收机具有价格便宜,体积小,便于携带等优点,从C/A码GPS接收机输出的定位结果入手,对C/A码GPS接收机静态定位精度进行研究,具有重要的实用价值.卡尔曼滤波是在线性无偏最小方差估计原理下推得的一种递推滤波方法,它引入了状态空间的概念,借助系统的状态转移方程根据前一时刻的状态估值和当前时刻的观测值递推估计新的状态估值.通过实验表明将卡尔曼滤波引入到定位数据作为后处理手段,极大地提高了定位的精度.     

北斗导航卫星伪距偏差特性及减弱方法

导航卫星信号的非理想特性会引起伪距测量产生偏差,具体表现为相同类型接收机具有相同伪距偏差,不同类型接收机的伪距偏差不一致.当提供导航定位服务产品的接收机技术状态与用户端不一致时,伪距偏差将引起导航定位服务性能降低.本文利用超短基线双差伪距O?C(Observation Minus Computation)方法计算了BDS(Beidou Satellite Navigation System)的伪距偏差,发现在早期试验卫星阶段的不同状态接收机之间存在较大的伪距偏差现象,设计了接收机环路参数调整、改变抗多径算法和卫星预失真滤波器参数调整三种减弱伪距偏差的方法.分别试验验证结果表明,接收机环路参数调整能大幅降低卫星之间的伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.63 m降低至0.36 m;抗多径算法会造成额外的伪距偏差,窄相关算法能大幅减小伪距偏差,B1I各颗卫星伪距偏差标准差由0.36 m降低至0.18 m;调整卫星预失真滤波器参数能在一定程度上减小伪距偏差,单颗卫星伪距偏差降低约0.3–0.4 m.最后,针对BDS卫星伪距偏差解算无固定参考基准的问题,设计了一种基于外频标非实时双差O?C方法,利用该方法分别处理了BDS和GPS(Global Positioning System)数据,并对两个系统卫星伪距偏差的特性进行比较分析.结果表明,BDS和GPS卫星都存在伪距偏差;GPS卫星L2C伪距偏差与BDS-3卫星B1C数据支路相当;GPS卫星L1CA伪距偏差与其兼容互操作的BDS-3卫星B1C导频支路相当;L5C与其兼容互操作的BDS-3卫星B2a信号相比伪距偏差更大.